BG64866B1 - Mineral flaky filler for composites - Google Patents
Mineral flaky filler for composites Download PDFInfo
- Publication number
- BG64866B1 BG64866B1 BG104874A BG10487400A BG64866B1 BG 64866 B1 BG64866 B1 BG 64866B1 BG 104874 A BG104874 A BG 104874A BG 10487400 A BG10487400 A BG 10487400A BG 64866 B1 BG64866 B1 BG 64866B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- particles
- mineral
- filler
- thermochemical treatment
- flake
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/005—Manufacture of flakes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Description
Изобретението се отнася до дисперсни люспести пълнители с неопределен химичен състав, които могат да се приготвят от минерали, съдържащи нисши оксиди на желязото (за предпочитане базалт, барханни пясъци и др.), чрез разтопяване на тези минерали, диспергиране на стопилката за получаване на стъкловидни твърди люспи и последваща химична модификация и частична кристализация на материала от тези люспи при термохимична обработка в окислителна газова среда.The invention relates to dispersed flakes of uncertain chemical composition, which can be prepared from minerals containing lower iron oxides (preferably basalt, sand sands, etc.) by melting these minerals, dispersing the melt to produce glass. solid flakes and subsequent chemical modification and partial crystallization of the material from these flakes by thermochemical treatment in an oxidizing gas environment.
Широко известно е, че такива люспи са приложими като химично активни пълнители за разнообразни композиционни материали (за предпочитане полимеризуеми композиционни материали) за получаване на защитни и защитно-декоративни покрития с високи показатели за атмосферо- и водоустойчивост (при защита на метални резервоари, мостове, морски сондажни платформи и др.) и/или устойчивост към абразивно износване (например, тръбопроводи за изпомпване на шлам и пулп).It is widely known that such flakes are useful as chemically active fillers for a variety of composite materials (preferably polymerizable composite materials) for the preparation of protective and protective-decorative coatings with high atmospheric and water resistance properties (in the protection of metal tanks, bridges, offshore drilling rigs, etc.) and / or abrasion resistance (eg sludge and slurry pipelines).
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Както става ясно от областта на приложение, необходимостта от такива пълнители е значителна. Съответно, те трябва да отговарят на комплекс от точни и трудно съвместими изисквания, от които най-важните са:As is clear from the field of application, the need for such fillers is considerable. Accordingly, they must meet a set of precise and difficult-to-comply requirements, the most important of which are:
- възможно най-висока химична активност, оценявана най-малко по тяхната относителна повърхност, а за предпочитане - по наличието на активни центрове по повърхността на люспите, които центрове спомагат за полимеризацията на различни олигомерни свързващи вещества и за създаване на химични връзки между макромолекулите на полимера и неорганичните компоненти;- the highest possible chemical activity, evaluated at least by their relative surface area, and preferably by the presence of active centers on the surface of the flakes, which centers assist in the polymerization of various oligomeric binders and in the formation of chemical bonds between the macromolecules of the polymer and inorganic components;
- възможно най-висока механична устойчивост, обуславяща значителен армиращ ефект в готовите композиционни материали, дори и при неголяма концентрация на люспестите пълнители;- the highest possible mechanical resistance, which causes a significant reinforcing effect in the finished composite materials, even at low concentration of flake fillers;
- възможно най-висока химична стабилност (и особено корозионна устойчивост), улес няваща съхраняването на пълнителите и използването им в състава на много композиционни материали, чиито изходни незатвърдели смеси обикновено съдържат кородиращи ингредиенти;- the highest possible chemical stability (and especially corrosion resistance), facilitating the storage of the fillers and their use in the composition of many composite materials whose starting non-cured mixtures typically contain corroding ingredients;
- достъпност за широк кръг потребители, която се определя от възможността за масово производство и от разхода на ресурси.- accessibility for a wide range of users, which is determined by the mass production capability and the cost of resources.
Взети поотделно тези изисквания не са трудно достижими.Taken individually, these requirements are not difficult to achieve.
Например, от лит. източник [1] в качеството на достъпен и притежаващ известна химична активност пълнител за полимеризуеми композиционни материали са известни стъклени люспи със средна дебелина 0,5-5,0 pm и диаметър 100400 pm и смес, съдържаща от 10 до 70 тегловни части от такива люспи и от 10 до 150 тегловни части люспести метални пигменти.For example, from lit. source [1] as available and chemically active filler for polymerizable composite materials are known glass flakes with an average thickness of 0.5-5.0 pm and a diameter of 100400 pm and a mixture containing from 10 to 70 parts by weight of such flakes and from 10 to 150 parts by weight of flake metal pigments.
Недостатък на този пълнител е, че стъклените люспи обикновено не са здрави, повърхностната им химична активност без допълнителна обработка (например, вакуумна метализация) е малка, а металните люспи с висока относителна повърхност са податливи на корозия.The disadvantage of this filler is that the glass flakes are usually not sound, their surface chemical activity without further treatment (eg vacuum metallization) is low, and metal flakes with a high relative surface are susceptible to corrosion.
Известни са и люспести пълнители от типа на изкуствените слюдоподобни желязооксидни пигменти лит. източник [2]. В сравнение със стъклените люспи те са по-здрави и химически устойчиви. Техен недостатък е, че са скъпи, поради което тяхното използване е оправдано само при нанасянето на защитни покрития на такива изделия и съоръжения, при които загубите от аварирането им значително превишават разходите за защита.Scaly fillers of the type of artificial mica iron pigments lit are also known. source [2]. Compared to glass flakes, they are more durable and chemically resistant. Their disadvantage is that they are expensive, so their use is justified only in the application of protective coatings to such products and equipment, in which the losses from their accident greatly exceed the cost of protection.
Ето защо, едно от най-предпочитаните направления за създаване на люспести пълнители за предимно полимерни композиционни материали е използването на природни минерали.Therefore, one of the most preferred directions for the production of flake fillers for predominantly polymeric composite materials is the use of natural minerals.
Така с участието на изобретателя на настоящото изобретение е разработен известен технологичен комплекс използващ базалт, който включва:Thus, with the participation of the inventor of the present invention, a known technological complex using basalt has been developed, which includes:
- метод за получаване на тънкодисперсни люспести частици [3],- a method for the production of fine flake particles [3],
- устройство за получаване на тьнкодисперсни люспести частици [4] иa device for the production of fine flake particles [4] and
- метод за термообработка на дисперсни люспести частици и устройство за реализирането му [5].- a method for heat treatment of dispersed flake particles and a device for its realization [5].
Минералният люспест пълнител според лит. източник [3] е получен чрез топене на ба залт и диспергиране на стопилката във вид на елипсовидни люспи. Техният коефициент на отклонение от правилната окръжност, изчислен по резултатите от микроскопски изследвания на формата и размерите им, като отношение на малката и голямата оси на елипсата, е в границите от 0,80 до 0,95.The mineral flake filler according to lit. source [3] was obtained by melting the balloon and dispersing the melt in the form of elliptical flakes. Their coefficient of deviation from the correct circle, calculated from the results of microscopic examinations of their shape and size, such as the ratio of the small and large axes of the ellipse, ranges from 0.80 to 0.95.
Недостатък на този стъкловиден материал за люспите е, че той е химично нестабилен, поради характерното за изходните базалти (и барханни пясъци) присъствие на нисши железни оксиди. Освен това люспите имат ниска химична активност.The disadvantage of this vitreous flake material is that it is chemically unstable due to the presence of lower iron oxides in the basalts (and sand dunes). In addition, the flakes have low chemical activity.
Минералният люспест пълнител според лит. източник [4] е получен по същия метод и в сравнение с гореописания пълнител има само поподходящ гранулометричен състав, а именно съдържа до 99% люспи с практически еднаква форма и размери. Негов недостатък е, че все пак стъкловидната структура, химичната нестабилност и ниската химична активност се запазват.The mineral flake filler according to lit. the source [4] was obtained by the same method and compared to the filler described above it has only a suitable particle size distribution, namely it contains up to 99% flakes of practically the same shape and size. Its disadvantage is that the vitreous structure, chemical instability and low chemical activity persist.
Тези недостатъци са в значителна степен отстранени в минералния пълнител от лит. източник [5], който е най-близък до предлагания по техническата си същност.These deficiencies are largely eliminated in the mineral filler of lit. source [5], which is closest to the one proposed by its technical nature.
Той е получен чрез топене на изход ния материал (базалт), формиране от стопилката на твърди стъкловидни люспести частици и термохимична обработка на такива частици в окислителна газова среда до получаването на преимуществена кристална структура, която обработка включва нагряването на стъкловидните частици със скорост от 40 до 90°C/mm до температури в интервала 600-950°С с едновременно продухване с въздух в продължение на 5 до 30 min и последващо принудително охлаждане със скорост, не по-малка от 950°C/min. След такава обработка минералният люспест пълнител практически не съдържа FeO и се характеризира с висока (3 g/cm2 и повече) плътност, която превишава плътността на стъкловидните частици най-малко 1,5 пъти, голям дял (53% и повече) на кристалната фаза (наричана по-нататък “степен на кристалност”) и значително количество химично активни парамагнитни центрове (по-нататък - ПМЦ).It is obtained by melting the starting material (basalt), forming from the molten solid glassy flake particles and thermochemical treatment of such particles in an oxidizing gas environment to obtain a predominant crystalline structure, which treatment involves heating the glassy particles at a rate of 40 to 90 ° C / mm to temperatures in the range of 600-950 ° C with simultaneous purging with air for 5 to 30 min and subsequent forced cooling at a rate of not less than 950 ° C / min. After such treatment, the mineral flake filler is substantially free of FeO and is characterized by a high (3 g / cm 2 or more) density that exceeds the glass particle density of at least 1.5 times, a high proportion (53% and more) of crystalline phase (hereinafter referred to as the "degree of crystallinity") and a significant amount of chemically active paramagnetic centers (hereinafter referred to as PMC).
Споменатите преимущества позволяват значително да се подобрят свойствата на полимеризуемите композиционни материали, съдържащи описания минерален люспест пълнител и на получените от тях защитни и защитно-деко ративни покрития [6].The aforementioned advantages make it possible to significantly improve the properties of the polymerizable composite materials containing the described mineral flake filler and the protective and protective coatings obtained therefrom [6].
Все пак е установено, че недостатък на този пълнител има не повече от 6 х 10” спин/cm3 активни в процесите на полимеризация на монои/или олигомерни ПМЦ [7]. Иначе казано, спомената степен на кристалност и химическа активност на известния пълнител са “небалансирани”.However, the disadvantage of this filler has been found to be no more than 6 x 10 ”spin / cm 3 active in the polymerization processes of mono / oligomeric CMCs [7]. In other words, said crystallinity and chemical activity of the known filler are "unbalanced".
В допълнение на това експериментални изследвания показват, че стремежът за постигане на максимално висока степен на кристалност на минералния люспест пълнител е неоправдан и от технологична гледна точка. Такатермохимичната обработка за 30 min при температури, избрани в началото на споменатия интервал (т.е. малко повече от 600°С), не осигурява нито забележима кристализация, нито забележимо повишаване на химичната активност, а увеличаването на продължителността на обработка над 30 min съществено снижава производителността на процеса. Преходът към относително кратковременна (например - 10-15 min) термохимична обработка при температури около и по-високи от 900°С, води (както се оказа, неочаквано) до неконтролируемо разкристализиране (връщане към стъкловидно състояние) на частиците и намаляване на химичната им активност, което е толкова посилно, колкото е по-висока температурата за нагряване на изходните частици и колкото е по-бързо охлаждането на обработените частици. Изяснено е и, че скоростта на нагряване на изходните стъкловидни частици до въвеждането им в контакт с газообразния окислител (въздух) на практика не влияе на протичането и резултата от термохимичната обработка и, следователно, използването на допълнителна контролираща и регулираща апаратура за тези цели, неоправдано оскъпява продукта.In addition, experimental studies have shown that the pursuit of the highest possible crystallinity of the mineral flake filler is also unjustified from a technological point of view. Such thermochemical treatment for 30 min at temperatures selected at the beginning of said interval (i.e., slightly higher than 600 ° C) provides neither a noticeable crystallization nor a noticeable increase in chemical activity, and an increase in the treatment duration over 30 min substantially reduces the productivity of the process. The transition to relatively short-term (for example - 10-15 min) thermochemical treatment at temperatures above and above 900 ° C results in (as it turned out, unexpected) uncontrolled crystallization (return to glassy state) of the particles and their chemical reduction. activity, which is as high as the higher the temperature for heating the starting particles and the faster the cooling of the treated particles. It is also made clear that the heating rate of the source glass particles until they are brought into contact with the gaseous oxidizer (air) does not in practice affect the flow and the result of the thermochemical treatment and, therefore, the use of additional control and regulation apparatus for these purposes is unjustified. makes the product more expensive.
Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION
Задачата на изобретението, във връзка с изложеното, е чрез усъвършенстване на режимите на термохимична обработка на стъкловидните люспести частици и на последващото им охлаждане, да се създаде такъв минерален люспест пълнител за композиционни материали, който да е съществено “балансиран” по отношение на степента на кристалност и по химичната си активности да е по-достъпен за потребителя, чие то използване да осигурява получаването на поздрави защитни и защитно-декоративни или износоустойчиви покрития от полимеризуеми композиционни материали.It is an object of the invention, in connection with the foregoing, to create such a mineral flake filler for composite materials that is substantially "balanced" in terms of the degree of thermal expansion of the thermochemical treatment modes of the glassy flake particles and their subsequent cooling. crystallinity and, by its chemical activity, more accessible to the consumer, the use of which ensures the receipt of salutary protective and protective-decorative or wear-resistant coatings of polymerizable composite materials. Terry.
Минералният люспест пълнител за композиционни материали е получен чрез стапяне на изходния материал, образуване на твърди люспести стъкловидни частици от стопилката и тяхната термохимична обработка в окислителна газова среда до получаването на кристална фаза, като съгласно изобретението термохимичната обработка се извършва при температура в интервала от 680 до 850°С до постигането на не помалко от 12 тегловни % кристална фаза и повече от 7 х 1019 спин/ст3 химично активни ПМЦ, като следва охлаждане с въздух.The mineral flake filler for composite materials is obtained by melting the starting material, the formation of solid flaky glassy particles from the melt and their thermochemical treatment in an oxidizing gas medium to obtain a crystalline phase, according to the invention the thermochemical treatment is carried out at a temperature in the range from 680 to 850 ° C to achieve not less than 12% by weight of the crystalline phase and more than 7 x 10 19 spin / cm 3 reactive CMCs, followed by air cooling.
Предимство на този пълнител е, че той е механично устойчив, поради подходящата степен на кристализация. Благодарение на хармоничното съчетание на степента на кристализация и химичната активност той може да служи като високо ефективно средство за повишаването на качеството на предимно дебелослойни (> 1 mm, най-често > 3 mm) защитни, защитно-декоративни и износоустойчиви покрития с използването на такива свързващи вещества, които се образуват при полимеризацията на моно- и/или олигомери.The advantage of this filler is that it is mechanically stable due to the appropriate degree of crystallization. Due to the harmonic combination of crystallization rate and chemical activity, it can serve as a highly effective means of enhancing the quality of mostly thick (> 1 mm, most often> 3 mm) protective, protective-decorative and wear-resistant coatings using such binders formed during the polymerization of mono- and / or oligomers.
Друго предимство е, че при производството на предложения пълнител се понижават както разходите за оборудване за нагряване и охлаждане, и за управление на тези процеси, така и експлоатационните енергийни разходи за термохимичната обработка и за подготовката и подаването на охлаждащия агент. Това прави продукта по-достъпен за потребителите.Another advantage is that in the production of the proposed filler, both the costs of heating and cooling equipment and the management of these processes are reduced, as well as the operating energy costs of thermochemical treatment and preparation and delivery of the refrigerant. This makes the product more accessible to consumers.
Допълнително предимство е, че минералният люспест пълнител има не по-малко от 30 тегловни % частици със средно напречно сечение около 100 pm и повече от 7 х 10” спин/ст3 ПМЦ, което е за предпочитане при използване на продукта в полимеризуеми композиционни материали.An additional advantage is that the mineral flake filler has at least 30% by weight particles with a mean cross-section of about 100 pm and more than 7 x 10 ”spin / cm 3 PMC, which is preferable when using the product in polymerizable composite materials .
Примерно изпълнение на изобретениетоAn exemplary embodiment of the invention
По-нататък същността на изобретението се пояснява чрез:The essence of the invention is further explained by:
- общо описание и конкретни данни за осъществяването на метода за производство на предложения минерален люспест пълнител за полимеризуеми композиционни материали с излагане на достиганите при него стойности на физико-химичните свойства;- a general description and specific data for the implementation of the method of production of the proposed mineral flake filler for polymerizable composite materials with an exposure to the physicochemical properties achieved therein;
- примери за използване на пълнителя в полимеризуеми композиционни материали за защитни покрития и резултати от сравнителни тестове на композиционни материали за такива покрития.- Examples of the use of the filler in polymerizable composite materials for protective coatings and the results of comparative tests of composite materials for such coatings.
Най-общо, методът за производство на предложения минерален люспест пълнител включва следните стадии:In general, the method of producing the proposed mineral flake filler involves the following steps:
(1) получаване на твърди стъкловидни частици (обикновено във формата на люспи) чрез:(1) production of solid glassy particles (usually in the form of flakes) by:
- раздробяване на избрания материал до късчета с големина, подходяща за подаване в топилнапещ;- crushing the selected material into pieces of a size suitable for feeding into a melting furnace;
- нагряване на тези късчета до получаване на течна стопилка (конкретно - до температури 1400-1500°С за базалт и над 1500°С за барханни пясъци);- heating these pieces to obtain a molten melt (in particular, to temperatures of 1400-1500 ° C for basalt and above 1500 ° C for sand sands);
- образуване на стъкловидни частици чрез диспергиране (например, с турбинка и/или с въздушен поток) на струите стопилка, изтичащи през загрявана дюза;- the formation of glassy particles by dispersing (for example, a turbine and / or airflow) the molten jets flowing through a heated nozzle;
(2) термохимична обработка на получената при стадий (1) суровина в окислителна газова среда (за предпочитане - въздух) при температура от 680 до 850°С (за предпочитане 680780°С) до частична кристализация на материала и получаване на кристална фаза не по-малка от 12 тегловни % и на повече от 7 х 10” спин/ст3 химично активни ПМЦ с последващо охлаждане на въздух; и при желание;(2) thermochemical treatment of the raw material obtained in step (1) in an oxidizing gas medium (preferably air) at a temperature of from 680 to 850 ° C (preferably 680780 ° C) to partially crystallize the material and obtain a crystalline phase not - less than 12% by weight and more than 7 x 10 ”spin / cm 3 chemically active PMCs with subsequent air cooling; and if desired;
(3) механична обработка (например, раздробяване и гранулометрично сортиране на частиците) до получаване на минерален люспест пълнител с поне 30 тегловни % частици със среден напречен размер 100 pm и до получаване на повече от 14 х 10” спин/ст3 химично активни ПМЦ(3) machining (eg, crushing and particle sorting) to obtain a mineral flake filler with at least 30% by weight of particles having an average transverse size of 100 pm and to obtain more than 14 x 10 ”spin / cm 3 chemically active PMCs
За приготвянето на твърди стъкловидни люспи е използван базалт от находището Костополь (Украйна), съдържащ около 10% FeO. Базалтов чакъл (трошляк) с размер от 5 до 10 mm се разтопява в модифицирана топилна пещ, аналогична по конструкция на пещите за получаване на кварцово стъкло, с използване на газови горелки. Стопилката се загрява до температураBasalt from the Kostopol (Ukraine) deposit containing about 10% FeO was used for the preparation of hard glassy flakes. Basalt gravel (crusher) of size 5 to 10 mm is melted in a modified melting furnace, similar in design to quartz glass furnaces, using gas burners. The melt is heated to temperature
1400-1500°С и се подава през нагрявана дюза от 8 до 10 mm. Струята стопилка се диспергира чрез турбинната при температура около 1300°С, в потока от охлаждащ въздух.1400-1500 ° C and is fed through a heated nozzle of 8 to 10 mm. The melt stream is dispersed through the turbine at a temperature of about 1300 ° C in the stream of cooling air.
Получените люспи са със сив цвят, дебелина около 3 pm и диаметър от 25 pm до предимно 3 mm. Те внимателно (за да се избегне начупването и уплътняването им) се насипват под формата на порьозни слоеве с дебелина 80-100 mm в корита от топлоустойчива стомана и се подлагат на термохимична обработка във въздушна среда в муфелна пещ при температури 660,680, 750, 850 и 875°С в продължение съответно на 90, 60, 30, 20 и 15 min, след което се изваждат от пещта и се охлаждат в атмосферен въздух до стайна температура.The resulting flakes are gray in color, about 3 pm thick and 25 pm in diameter, preferably 3 mm. They are carefully (in order to avoid breaking and sealing them) poured into porous layers 80-100 mm thick in heat-resistant steel troughs and subjected to thermochemical treatment in air in a muffle furnace at temperatures of 660,680, 750, 850 and 875 ° C for 90, 60, 30, 20 and 15 min respectively, after which they are removed from the oven and cooled to ambient air.
Пробите от обработени при описаните температури люспи са изследвани чрез обичайните методи за степента на кристализация и количеството на ПМЦ.Samples of treated flakes at the temperatures described were examined by conventional methods for the degree of crystallization and the amount of PMC.
Степента на кристализация X се определя по формулата:The degree of crystallization X is determined by the formula:
^КФ ^СФ х 100% където d04 е плътност на обработените частици, dC4 е плътност на изходните стъкловидни частици, dK(t> е плътност на кристалната фаза, dC0 е плътност на стъкловидната фаза, по резултаппв от пикнометричното определяне на стойностите на плътностите в ксилол [8].X KF ^ SF x 100% where d 04 is the density of the treated particles, d C4 is the density of the original glassy particles, d K (t> is the density of the crystalline phase, d C0 is the density of the glassy phase, as a result of the pycnometric determination of the values of the densities in xylene [8].
Количеството на ПМЦ се определя чрез сравняване на спектрите на електронно парамагнитния резонанс (ЕПР) на минералния пълнител и на дифанилпикрилхидразин като еталонно вещество [9]. Спектрите на ЕПР са определени чрез радиоспактрометьр модел Е/х-2547 на фирмата 20 Radioplan (Полша). Резултатите от измерванията са обобщени в таблица 1.The amount of PMC is determined by comparing the electron-paramagnetic resonance (EPR) spectra of the mineral filler and dipanylpicrylhydrazine as a reference substance [9]. The EPR spectra were determined using a radio spectrometer model E / x-2547 of 20 Radioplan (Poland). The results of the measurements are summarized in Table 1.
Таблица 1.Table 1.
Концентрация на кристалната фаза и парамагнитните центрове в зависимост от температурата на термохимичната обработка.Crystalline phase concentration and paramagnetic centers depending on the temperature of the thermochemical treatment.
*3абележка: същите показатели при изходните стъкловидни частици са съответно 0,0% и <2,0 х 10” спин/cm3, а при частиците на пълнителя-прототип, получени при термохимична обработка при 900°С до практически пълен преход на FeO във Fe2O3, съответно - 51,5% и около 6,0 х 10” спин/ст3.* 3Note: the same values for the original glassy particles are 0.0% and <2.0 x 10 ”spin / cm 3 , respectively, and for the filler prototype particles obtained by thermochemical treatment at 900 ° C to a virtually complete transition of FeO in Fe 2 O 3 , respectively - 51.5% and about 6.0 x 10 ”spin / cm 3 .
Както се вижда от таблица 1, термохимич- 40 ната обработка на стъкловидните частици е нецелесъобразна както при температури под 680°С, тъй като показателите степен на кристалност и количество ПМЦ нарастват незначително, така и при температури над 850°С, когато те започват, 45 макар и незначително, да се влошават.As can be seen from Table 1, the thermochemical treatment of the glassy particles is impractical both at temperatures below 680 ° C, as the crystallinity and the amount of PMC increase slightly and at temperatures above 850 ° C when they start, 45 though insignificant, they get worse.
След термохимичната обработка, за пови шаване на химичната му активност минералният люспест пълнител се раздробява и се сортира гранулометрично. Използват се частици, получени чрез термохимична обработка при 750°С. От тях са приготвени проби с различно съдържание на частици със средно напречно сечение 100 pm и е определено количеството ПМЦ, като резултатите са дадени в таблица 2.After thermochemical treatment, the mineral flake filler is crushed and sorted granulometrically to increase its chemical activity. Particles obtained by thermochemical treatment at 750 ° C are used. Samples of different particle contents with a mean cross section of 100 µm were prepared and the amount of PMCs determined and the results are given in Table 2.
Таблица 2.Table 2.
Концентрация на парамагнитните центрове в зависимост от средните размери на частиците в пробата.Concentration of paramagnetic centers depending on the average particle size of the sample.
За оценка на влиянието на минералния люспест пълнител върху физико-механичните свойства на полимеризуемите композиционни материали са изготвени стандартни образци за определяне на адхезивната здравина (измерена като сила, необходима за откъсването на стоманен гъбовиден къс от покритие, нанесено върху също стоманена подложка), границите на здравина при усилия на свиване и разтягане, модулът на еластично при странично огъване и относителната ударна жилавост (здравина при удар). Със същите методи са изследвани и подобни образци от известния пълнител-прототип (методите и оборудването за тези тестове са добре известни на специалистите в тази област).To assess the effect of the mineral flake filler on the physico-mechanical properties of the polymerizable composite materials, standard specimens were prepared to determine the adhesive strength (measured as the force required to tear off a steel sponge slice from a coating deposited on a steel substrate). the tensile strength of the bending and tensile forces, the modulus of elasticity in lateral bending and the relative toughness (tensile strength). Similar specimens of the known prototype filler were tested by the same methods (the methods and equipment for these tests are well known to those skilled in the art).
За споменатите тестове е използван пъл нител съгласно изобретението (ПИ), получен чрез термохимична обработка при 680°С, нераздробен и несортиран по размера на частиците и поради това имащ минимални стойности на степента на кристалност и количеството на ПМЦ. Като пълнител-прототип (ПП) е използван материал, получен при 900°С и имащ близки до максималните степен на кристалност и количество на ПМЦ. Като свързващо вещество в експерименталните полимеризуеми композиционни материали със студено втвърдяване е използвана относително проста смес от акрилни мономери, съдържащи полимерни добавки, и инициатор на радикална полимеризация, чийто състав е даден в лявата колона на таблица 3.For these tests, a filler according to the invention (PI) was obtained, obtained by thermochemical treatment at 680 ° C, not fragmented and unsorted in particle size and therefore having minimum values of crystallinity and the amount of PMC. As a filler prototype (PP), a material obtained at 900 ° C and having close to the maximum crystallinity and amount of PMC was used. A relatively simple mixture of acrylic monomers containing polymer additives and a radical polymerization initiator, the composition of which is given in the left column of Table 3, was used as a binder in the cold-cured experimental polymerizable composite materials.
Таблица 3.Table 3.
Състав на експерименталните полимеризуеми композиционни материали.Composition of experimental polymerizable composite materials.
*3абележка: прекисът на бензоила е използван във вид на паста в смес с диметилфталат в тегловно съотношение около 1:1.* 3Note: Benzoyl peroxide is used as a paste mixed with dimethyl phthalate in a weight ratio of about 1: 1.
Смесите за образците са изготвени чрез дозиране на съставките, предварително смесване на метилметакрилаг, полибутилметакрилаг и поливинилхлорид, добавяне на един от споменатите пълнители с размесване, добавяне на полиизоцианат и диметиланилин също чрез размесване и, накрая, добавяне на пероксид на бензоил. След доб ро размесване, от сместа по стандартен начин се оформят образци, достатъчни за получаването на данни за физико-механичните свойства на композиционния материал, със средно квадратично отклонение не повече от +/-5%. Резултатите от изследванията са дадени на таблица 4.The mixtures for the samples were prepared by dosing the ingredients, pre-mixing methyl methacrylage, polybutyl methacrylage and polyvinyl chloride, adding one of said fillers by mixing, adding polyisocyanate and dimethylaniline also by mixing, and finally adding benzo peroxide. After good mixing, samples sufficient to obtain data on the physico-mechanical properties of the composite material are obtained in a standard manner, with a standard deviation of not more than +/- 5%. The results of the studies are given in Table 4.
Таблица 4.Table 4.
Резултати от сравнителните изследвания на материалите.Results of comparative studies of materials.
Както се вижда от таблица 4, предложеният минерален люспест пълнител е по-ефективен вAs can be seen from Table 4, the proposed mineral flake filler is more effective in
сравнение с известния пълнител-прототип.comparison with the known prototype filler.
Промишлена приложимостIndustrial applicability
Промишлената приложимост на предложения минерален люспест пълнител става ясна от гореизложеното, както по отношение на възможността за масовото му производство, така и за широката област на приложението му.The industrial applicability of the proposed mineral flake filler is made clear by the foregoing, both in terms of its mass production potential and its wide scope of application.
Патентни претенцииClaims
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG104874A BG64866B1 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Mineral flaky filler for composites |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG104874A BG64866B1 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Mineral flaky filler for composites |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG104874A BG104874A (en) | 2001-10-31 |
BG64866B1 true BG64866B1 (en) | 2006-07-31 |
Family
ID=37022779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG104874A BG64866B1 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Mineral flaky filler for composites |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG64866B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4363889A (en) * | 1979-12-19 | 1982-12-14 | Dai Nippon Toryo Co., Ltd. | Anti-corrosive coating composition and process for formation of anti-corrosive coatings |
SU1831856A3 (en) * | 1992-03-24 | 1995-03-27 | Вера Васильевна Ефанова | Fine-dispersive flaky particles production method |
RU2036748C1 (en) * | 1991-06-18 | 1995-06-09 | Игорь Павлович Петухов | Method of heat treatment of dispersed flake-like particles and device for its fulfillment |
SU1823293A1 (en) * | 1990-07-30 | 1995-07-25 | Отделение новых физических и прикладных проблем АН УССР | Device for finely devided flake particles |
-
2000
- 2000-10-18 BG BG104874A patent/BG64866B1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4363889A (en) * | 1979-12-19 | 1982-12-14 | Dai Nippon Toryo Co., Ltd. | Anti-corrosive coating composition and process for formation of anti-corrosive coatings |
SU1823293A1 (en) * | 1990-07-30 | 1995-07-25 | Отделение новых физических и прикладных проблем АН УССР | Device for finely devided flake particles |
RU2036748C1 (en) * | 1991-06-18 | 1995-06-09 | Игорь Павлович Петухов | Method of heat treatment of dispersed flake-like particles and device for its fulfillment |
SU1831856A3 (en) * | 1992-03-24 | 1995-03-27 | Вера Васильевна Ефанова | Fine-dispersive flaky particles production method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG104874A (en) | 2001-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pahlevani et al. | From waste glass to building materials–An innovative sustainable solution for waste glass | |
WO2004039744A1 (en) | Polypropylene fiber for cement reinforcement, molded cement made with the fiber, method of constructing concrete structure, and method of spray concreting | |
US3650814A (en) | Process for preparing moldable thermoplastic polymer particles | |
Guo et al. | Effects of post-coating processing on structure and erosive wear characteristics of flame and plasma spray coatings | |
Mantry et al. | Erosion behavior of glass-epoxy composites filled with SiC from bamboo leaf | |
AU751911B2 (en) | Mineral flaky filler for composites | |
BG64866B1 (en) | Mineral flaky filler for composites | |
Wang et al. | Experimental investigations of polypropylene and poly (vinyl chloride) composites filled with plerospheres | |
EP1032544A1 (en) | Compositions for use in concrete and concrete products obtained therefrom | |
RU2119506C1 (en) | Mineral lamellar filler for composite materials | |
Bodnarova et al. | Study the effect of carbon nanoparticles in concrete | |
US20030226476A1 (en) | Method for producing basalt flaky filler for composites | |
JP2006096565A (en) | Cement reinforced fiber | |
JP2500244B2 (en) | Manufacturing method of lightweight and high strength building materials | |
Pardo et al. | Deformation and fracture behavior of PP/ash composites | |
LT4804B (en) | Mineral flaky filler for composites | |
WO2008118034A1 (en) | Activated mineral scale or flake-like filler for composite materials | |
RU2351618C2 (en) | Activated mineral flake or flocculent reinforcement for composites | |
MXPA00010194A (en) | Mineral flaky filler for composites | |
CN1291172A (en) | Mineral flake fillers for composites | |
Lee et al. | Performance of cementitious composites incorporating ground TFT-LCD waste glass | |
JP3149248U (en) | Polypropylene fiber for cement reinforcement | |
US655130A (en) | Method of treating wurtzilite. | |
Kulu et al. | Thermal properties of calcium-aluminate based materials | |
Rattanapan et al. | The Potential Use of Waste Cement as a Filler in Polymer Composites |